なぜ赤外線がバイオセンサーにとって熱風より優れているのか
バイオセンサーを作る際には、適切な硬化処理や乾燥処理が非常に重要です。多くの工場では依然として熱風を使った方法が用いられています。つまり、大きなオーブンで熱風を送り込む方式です。しかし、機械が所定の温度に達するのを待つ時間は、実に非効率的です。これがボトルネックとなっています。
問題は、熱がどのように伝わるかという点です。
熱風を使う場合、待つしかありません。まず空気を加熱し、その空気が基材を加熱するのです。これは遅いプロセスです。この待ち時間が時間を無駄にしてしまいます。
一方、赤外線ランプは異なります。空気を利用する必要がなく、電磁波を直接センサー材料に照射します。一般的には短波または中波の赤外線が使用されます。エネルギーが即座に対象物に届くため、面倒なウォームアップの時間が不要です。
作業時間は数分から数秒に短縮されます。まさに天と地ほどの違いです。
また、スペースの問題もあります。
強制通風式のオーブンは巨大で、床の半分を占領してしまいます。安定した温度を維持するためには大きなチャンバーが必要です。一方、赤外線アレイは小さいので、コンベヤーベルトの近くに設置できます。これにより、ラボのスペースを大きく節約できます。
さらに、制御性も格段に向上します。ウェハ全体に均一な温度を与えるために、ランプの長さや出力を正確に調整できます。バイオセンサーの端が焦げてしまう心配もありません。
しかし、完璧なわけではありません。何かしらの妥協点があります。
赤外線は速いですが、強力すぎるという欠点もあります。熱が非常に強いため、コンベヤーの速度が少しでも変わると、表面が焼けてしまう可能性があります。対流式オーブンは緩衝役として機能しますが、赤外線はエネルギーを直接材料に与えます。
空気から赤外線に切り替える場合、単純にスイッチを入れるだけでは不十分です。タイミングの調整や冷却工程の見直しが必要です。そうしないと、多くの基材が焦げてしまいます。